KR101505882B1 - 압력분포센서가 내장된 압력측정판 및 이를 이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템 - Google Patents

압력분포센서가 내장된 압력측정판 및 이를 이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템 Download PDF

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Abstract

압력측정판 및 이를 이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템이 개시된다. 압력측정판은 분사노즐의 분사 압력분포 측정을 위한 압력측정판으로서, 소정의 형상을 갖는 플레이트 형태의 베이스판; 상기 베이스판 상에 장착되어 있고 상기 베이스판을 향해 상기 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 압력을 측정하기 위한 압력 분포 측정 센서; 및 상기 압력 분포 측정 센서를 감싸서 상기 분사액으로부터 상기 압력 분포 측정 센서를 보호하는 코팅부를 포함한다. 이러한 압력측정판을 이용하는 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템은 분사노즐의 분사압력을 측정하기 위한 시스템으로서, 상기 분사노즐이 장착되어 있는 노즐장착부; 상기 분사노즐의 아래에 위치하여, 상기 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 압력을 측정하기 위한 압력측정판; 및 상기 압력측정판과 연결되고 상기 압력측정판에서 측정된 압력측정정보를 출력하기 위한 압력측정정보 출력부를 포함한다.

Description

압력분포센서가 내장된 압력측정판 및 이를 이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템{PRESSURE MEASURING PLATE AND INJECTION PRESSURE MEASUREMENT SYSTEM OF INJECTION NOZZLE}
본 발명은 압력측정판 및 이를 이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분사노즐로부터 분사되는 분사액 전체의 분사압력이 균일한지 여부의 측정이 가능한 압력측정판 및 이를 이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템에 관한 것이다.
액체, 기체 등을 균일하게 분사하기 위한 분사노즐은 다양한 분야에서 사용되고 있다. 이러한 분사노즐에서 분사체가 균일하게 분사되는지 여부를 확인하는 것은 매우 중요하다.
예를 들어, 밀링머신 등과 같은 가공기계는 가공 작업 후 잔여 칩 및 찌꺼기 등의 대상물을 제거하기 위해 세척액을 분사하는 분사노즐을 구비하는 세척, 세정장비들이 설비되어 있다. 또한 반도체, 디스플레이(LCD, PDP, LED, OLED 등) 제조 공정에는 웨이퍼 및 디스플레이의 글라스 표면에 잔류하는 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물, 자연 산화막과 같은 표면 피막 등의 다양한 대상물을 제거 또는 코팅하기 위해 상기 세척, 세정장비를 사용하는 것이 일반적이다. 또한, 선박, 자동차 등의 철판에 도장 작업을 할 시에도 분사노즐이 많이 사용되고 있다.
세척, 세정 또는 도장 장비는 상기 대상물들을 제거하기 위해 분사노즐로부터 일정한 압력으로 세척액 또는 도장액을 분사하게 된다. 이때, 분사노즐로부터 분사되는 세척액 또는 도장액 전체의 분사압력이 균일하게 유지되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 만약 분사노즐의 중심부, 분자노즐의 중심부 주변, 분사노즐의 중심부에서 멀어지는 방향(분사범위의 가장자리 영역) 각각의 지점의 분사압력이 균일하지 않으면, 세척 또는 세정 작업의 경우 분사압력이 높은 지점에서는 상기 대상물들이 완전히 제거될 수 있지만, 분사압력이 낮은 지점에서는 상기 대상물들이 완전히 제거될 수 없고, 도장 작업의 경우 분사압력이 높은 지점과 낮은 지점에 도장 작업이 균일하게 이루어지지 않기 때문이다. 따라서, 상기 대상물들의 완전한 제거를 위해서는 세척액의 분사 지점에 상관 없이 분사압력이 균일하게 유지되는 것이 바람직하고, 바람직한 도장 작업을 위해서도 도장액의 분사 지점에 상관 없이 분사압력이 균일하게 유지되는 것이 바람직하다.
이러한 이유로 예를 들어, 세척, 세정장비, 코팅 또는 도장 설비 등 다양한분야에서 사용되는 분사노즐의 분사압력에 대한 측정이 필요하며, 이를 위해 분사노즐의 분사압력의 분포를 측정하기 위한 시스템의 개발이 요구되었다.
분사노즐의 분사압력을 측정하기 위한 시스템의 종래 기술의 일 예로서, 로드셀(Load Cell)을 이용하는 기술이 알려져 있다. 로드셀은 스트레인 게이지(Strain Gage)나 압전소자(Piezoelectric Element)가 내장되어 있는 압력 측정이 가능한 센서로서, 센서의 상단부에 압력인가부가 돌출 형성되어 있는 센서이다. 이러한 로드셀을 이용한 분사노즐의 분사압력의 측정은, 상기 압력 인가부를 향해 분사노즐로부터 분사액을 분사하면, 압력 인가부에 인가되는 분사액의 분사압력을 측정하였다. 그러나 이러한 로드셀을 이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정은 하나의 점이나 하나의 면에 국한되어 있어서 노즐의 분사면적에 수십에서 수백 포인트를 모니터링 하여 분사 노즐 액의 분포를 측정하기에는 어려움이 있었다.
분사노즐의 분사압력을 측정하기 위한 시스템의 종래 기술의 다른 예로서, 대한민국 특허출원 제10-2000-0047921호의 "분사노즐의 압력측정장치 및 그 방법"이 개시되어 있다. 이 특허는, 분사노즐의 분사 압력분포 측정이 가능하지만, 분사노즐로부터 분사되는 공기 및 액체의 전체로부터 인가되는 압력이 균일한지 여부에 대한 압력분포측정을 하기에는 어려움이 있었다.
이에 따라, 본 발명자는, 이러한 종래의 문제점들을 해결하기 위해, 다양한 분야에서 사용되는 분사노즐로부터 분사되는 분사액 전체의 분사압력이 균일한지 여부에 대한 측정이 가능하도록 하여, 분사노즐의 분사 압력분포측정이 효과적으로 이루어질 수 있는, 압력측정판 및 이를 이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템을 개발하였다.
본 발명은, 분사노즐의 분사 압력분포 측정을 위한 압력측정판으로서, 소정의 형상을 갖는 플레이트 형태의 베이스판; 상기 베이스판 상에 장착되어 있고 상기 베이스판을 향해 상기 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 압력을 측정하기 위한 압력 분포 측정 센서; 및 상기 압력 분포 측정 센서를 감싸서 상기 분사액으로부터 상기 압력 분포 측정 센서를 보호하는 코팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압력측정판을 제공한다.
상기 압력 분포 측정 센서는, 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 1 전극 세트; 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 2 전극 세트로서, 상기 제 2 전극 세트는 상기 제 1 전극 세트 위에 배열되며 상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 배열 방향이 서로 직교되도록 배열된, 제 2 전극 세트; 및 상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 교차 지점에 설치된 정전 용량 방식의 커패시터를 포함한다. 이러한 압력 분포 측정 센서를 통해 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 압력 분포를 측정할 수 있다.
한편 본 발명은, 분사노즐의 분사압력을 측정하기 위한 시스템으로서, 상기 분사노즐이 장착되어 있는 노즐장착부; 상기 분사노즐의 아래에 위치하여, 상기 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 압력을 측정하기 위한 압력측정판; 및 상기 압력측정판과 연결되고 상기 압력측정판에서 측정된 압력측정정보를 출력하기 위한 압력측정정보 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템을 제공한다. 상기 압력측정판은 앞서 언급된 본 발명의 실시예에 따른 압력측정판의 구성과 동일하다.
상기 노즐장착부는 상기 노즐의 축방향을 따라 상승 및 하강이 가능하고, 상기 축방향을 중심으로 회전이 가능하도록 이루어질 수 있다.
상기 압력측정판은 상기 노즐의 축방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하도록 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력측정판의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압력측정판의 조합이 완성된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 압력 분포 측정 센서를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 압력 분포 측정 센서를 통한 압력이 측정되는 모습을 예시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템의 제3 구동부를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 7은 도 5에 도시된 콘트롤러에 내장된 데이터 처리부가 압력측정정보를 그래프 형태로 나타내는 모습을 예시한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 압력측정판 및 이를이용한 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
압력측정판
본 발명의 일 실시예에 따른 압력측정판은 일반적인 가공기계, 반도체장비 또는 디스플레이 장비에서 찌꺼기를 제거하거나 웨이퍼 상에 존재하는 찌꺼기 및 불순물을 제거하기 위해 이용되는, 세척을 위한 분사노즐 또는 선박, 자동차 등의 도장 작업에서 사용되는 분사노즐에서 분사되는 분사액의 분사압력을 측정하는데 이용되는 것으로서, 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력측정판의 구성을 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 압력측정판의 조합이 완성된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력측정판(100)은 베이스판(110); 압력 분포 측정 센서(120); 및 코팅부(130)를 포함한다.
베이스판(110)은 소정의 형상을 갖는 플레이트 형태로 이루어질 수 있고, 압력측정판(100)의 베이스를 형성한다. 베이스판(110)은 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액의 분사압력의 분포를 효과적으로 측정하기 위하여, 분사노즐(200)의 분사범위에 대응하는 면적을 가질 수도 있고, 분사노즐(200)의 범위보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 상기 플레이트의 형상은 분사노즐(200)의 분사범위를 수용할 수 있는 형상이면 충분하다. 예를 들면, 베이스판(110)은 원, 사각, 육각, 삼각 등의 형상을 갖는 플레이트 형태일 수 있고, 특별히 이에 제한되지 않는다. 이러한 베이스판(110)은 합성수지 재질일 수 있으며, 예를 들면, 아크릴 소재일 수 있고, 특별히 이에 제한되지 않는다.
압력 분포 측정 센서(120)는 베이스판(110)에 장착되어 있다. 예를 들면, 압력 분포 측정 센서(120)는 베이스판(110)의 상면에 장착될 수 있다. 이러한 압력 분포 측정 센서(120)는, 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제1 전극 세트(10); 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제2 전극 세트(20); 및 제1 전극 세트(10)와 제2 전극 세트(20)의 교차 지점에 설치된 정전 용량 방식의 커패시터(30)를 포함한다.
도 3에서 보는 것처럼, 다수 개의 전극들이 평행하게 일정 간격을 이루며 배열된 전극 세트가 제 1 전극 세트(10)이고, 그 위에 또 다른 다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격을 이루며 배열된 전극 세트가 제 2 전극 세트(20)이다. 이러한 제 2 전극 세트(20)는 제 1 전극 세트(10) 위에 배열되며, 이때 제 1 전극 세트(10)와 제 2 전극 세트(20)는 서로 배열 배열 방향이 직교되도록 배열된다. 따라서 교차점들(30)이 생기게 되고, 이러한 교차점들에 각각 커패시터가 설치되어, 압력 분포 측정 센서(120)가 제작된다.
압력 분포 측정 센서(120)는 제 1 전극 세트 및 제 2 전극 세트의 개수에 따라서 교차점의 개수가 달라질 수 있고, 최소 2x2로 4개의 교차점을 가지는 세트가 만들어질 수 있다. 필요에 따라(기판의 크기, 민감도의 정확도 등), 전극 세트의 크기나 개수를 조절하여 적절한 숫자의 커패시터를 포함한 압력 분포 측정 센서의 제작이 가능하다.
이러한 센서를 어레이 센서(array sensor)라고도 하며, 전극이 겹치는 곳에 각각 커패시터를 설치하고, 선별적으로 하나의 행과 열을 스캐닝하여 그 위치에서의 정전 용량, 즉 압력 및 압력 분포를 측정한다. 이때 각각의 엘리먼트로부터 최대 센서 응답을 얻기 위해 고속으로 어레이를 스캐닝한다.
세척을 위한 분사노즐(200)은 분사액이 분사되는 범위 전체의 압력이 일정하게 유지되는 것이 중요한데, 이러한 압력 분포 측정 센서(120)를 이용하면, 커패시터가 압력 분포 측정 센서(120)의 면적 이내에 일정 간격으로 고르게 위치하고 있으므로 분사노즐(200)의 중심부, 분사노즐(200)의 중심부 주변, 분사노즐(200)의 중심부에서 멀어지는 방향(분사범위의 가장자리 영역)까지, 분사액 전체에 대한 분사압력의 분포를 측정 가능하게 된다.
이러한 압력 분포 측정 센서(120)를 통한 압력 분포의 측정은 도 3a 및 도 3b를 통해 예시되어 있다. 도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 압력 분포 측정 센서를 통한 압력이 측정되는 모습을 예시한다. 도 4a 및 도 4b를 볼 때 노란색은 압력이 약하게 인가되는 것을 나타내고, 붉은색은 노란색보다 높은 압력이 인가되는 것을 나타낸다. 도 4a는 압력 분포 측정 센서(120)에 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액의 분사압력이 인가되었을 때, 분사노즐(200)의 전체 분사 범위에서 분사액의 분사압력 분포가 균일하지 못한 상태를 나타낸다. 이와 반대로, 도 4b는 압력 분포 측정 센서(120)에 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액의 분사압력이 인가되었을 때, 분사액의 전체 분사 범위에서 분사액의 분사압력 분포가 균일한 상태를 나타낸다.
코팅부(130)는 압력 분포 측정 센서(120)를 보호하기 위한 구성이다. 이를 위해, 코팅부(130)는 압력 분포 측정 센서(120)를 덮도록 압력 분포 측정 센서(120) 전체에 코팅될 수 있다. 이러한 코팅부(130)는 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액으로부터 압력 분포 측정 센서(120)를 보호하여, 압력 분포 측정 센서(120)의 파손을 방지할 수 있다. 일 예로, 코팅부(130)는 압력 분포 측정 센서(120)만을 감싸는 형태로 코팅될 수 있고, 이와 달리, 압력 분포 측정 센서(120) 및 베이스판(110) 전체를 감싸는 형태로 코팅될 수도 있다. 코팅부(130)의 재질은, 예를 들면, 실리콘 재질일 수 있고, 특별히 이에 제한되는 것은 아니며, 압력 분포 측정 센서(120)에 압력이 인가될 수 있도록 필름 형태의 소재이면 모두 가능하다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 압력측정판(100)은 분사노즐(200)의 압력을 측정할 때, 분사노즐(200)의 아래에 놓이며, 이 상태에서 분사노즐(200)로부터 분사액이 압력측정판(100)을 향해 분사된다. 분사되는 분사액의 압력은 압력 분포 측정 센서(120)에 의해 측정된다. 이때, 압력 분포 측정 센서(120)는 앞서 언급된 바와 같이 커패시터가 압력 분포 측정 센서(120)의 면적 이내에 일정 간격으로 고르게 위치하고 있으므로 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액이 분사 범위 내에서 일정한 압력으로 분사되는지 여부를 효과적으로 측정할 수 있다.
분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템은 분사노즐(200)이 장착되어 있는 노즐장착부(300); 압력측정판(100); 및 압력측정정보 출력부(400)를 포함한다. 이러한 각 요소들은, 예를 들면, 선반(1) 및 선반(1)의 높이 방향과 평행하게 설치되는 설치대(2)에 배치 및 장착될 수 있다.
분사노즐(200)은 소정의 압력으로 분사액을 분사하며, 이를 위해, 예를 들면, 압축기(미도시) 및 펌프(미도시)를 통해 공기 및 액체로 이루어진 분사액이 분사될 수 있다.
이러한 분사노즐(200)은 노즐장착부(300)에 장착되며, 노즐장착부(300)는 예를 들면, 상기 설치대(2) 상에 설치될 수 있고, 이때 노즐장착부(300)는 상기 선반(1)의 상단부보다 높게 위치할 수 있다. 노즐장착부(300)에 분사노즐(200)이 설치되는 형태에는 특별한 제한이 없다.
이러한 노즐장착부(300)는 분사노즐(200)의 축방향을 따라 상승 및 하강이 가능하고, 분사노즐(200)의 축을 기준으로 상기 축의 좌측 및 우측으로 회전이 가능하도록 이루어질 수 있다. 일 예로, 노즐장착부(300)의 상승 및 하강, 회전을 위하여, 노즐장착부(300)에는 제1 구동장치(미도시) 및 제2 구동장치(미도시)가 설치될 수 있다. 제1 구동장치는 노즐장착부(300)를 상승 및 하강시키기 위한 구동장치이고, 제2 구동장치는 노즐장착부(300)를 회전시키기 위한 구동장치일 수 있다. 제1 구동장치 및 제2 구동장치의 형태에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 제1 구동장치는 공압 또는 유압을 이용하는 분사노즐(200)의 축방향에 평행하게 설치되는 실린더장치일 수 있고, 제2 구동장치는 분사노즐(200)의 축방향에 수직하게 설치되는 기어 및 구동모터일 수 있다.
압력측정판(100)은 분사노즐(200)의 아래에 위치하여, 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액의 압력을 측정한다. 이를 위해, 압력측정판(100)은 선반(1) 상에 장착되어 분사노즐(200)의 축방향에 수직하도록 분사노즐(200)의 아래에 위치한다. 이러한 압력측정판(100)은 베이스판(110); 압력 분포 측정 센서(120); 및 코팅부(130)를 포함한다. 압력측정판(100)에 대한 설명은 앞서 구체적으로 설명하였으므로 생략하기로 한다.
압력측정판(100)은 앞서 언급된 바와 같이 노즐장착부(300)가 상승 및 하강, 회전이 가능하도록 구성됨에 따라 노즐장착부(300)가 상승 및 하강, 회전되어 분사노즐(200)의 위치가 변경되는 경우, 분사노즐(200)의 분사액의 분사방향의 아래에 위치하도록 분사노즐(200)의 축방향에 수직하는 수평방향을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다. 일 예로, 압력측정판(100)의 이동을 위하여, 압력측정판(100)과 연결되어 압력측정판(100)을 이동시키는 제3 구동부(미도시)가 선반(1)의 내부 또는 선반(1)의 상단부에 설치될 수 있다. 제3 구동부의 형태는, 예를 들면, 컨베이어 벨트와 같은 이동수단일 수 있다. 이와 달리, 제3 구동부의 형태는, 도 6에 도시된 바와 같이, 분사노즐(200)의 양측에 배치되는 회전롤러(500)일 수 있다. 상기 회전롤러(500)는 모터(미도시)에 의해 회전될 수 있다. 제3 구동부는 이와 같이 예시된 형태들로 제한되는 것은 아니다.
이와 같이 노즐장착부(300)가 상승 및 하강, 회전이 가능하도록 구성되고, 압력측정판(100)의 이동이 가능하도록 구성되는 경우, 분사노즐(200)의 높이에 따른 분사범위 및 분사노즐(200)이 위치하는 각도에 따른 분사각도에 대응하여 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액의 압력 측정이 가능할 수 있다.
압력측정정보 출력부(400)는 압력측정판(100)의 압력 분포 측정 센서(120)를 통해 측정된 압력측정정보, 즉 압력의 분포 정보를 출력한다. 이를 위해, 압력측정정보 출력부(400)는, 예를 들면, 모니터(420); 및 콘트롤러(410)를 포함할 수 있다. 모니터(420) 및 콘트롤러(410)는 도 5와 같이 선반(1)의 일측에 마련되는 PLC(programmable logic controller) 형태로 구성될 수 있고, 특별히 이에 제한되지 않으며, 압력측정판(100)과 근거리에 별도로 마련되는 형태(예를 들면, PC 및 모니터)일 수도 있다.
모니터(420)는 콘트롤러(410)와 연결되고, 통상의 LCD 또는 LED 모니터 등일 수 있다. 이러한 모니터(420)에는 콘트롤러(410)로 입력된 압력측정정보가 콘트롤러(410)의 제어에 의해 소정의 방식으로 출력된다.
콘트롤러(410)는 압력 분포 측정 센서 및 모니터(420)와 연결되고, 모니터(420) 상에 압력 분포 측정 센서로부터 입력된 압력측정정보를 소정의 방식으로 모니터(420) 상에 출력한다. 이러한 콘트롤러(410)는 압력측정정보를 모니터(420) 상에 출력하기 위한 소프트웨어를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 소프트웨어는 압력 분포 측정 센서의 각 커패시터의 정전 용량에 따라 서로 다른 색상이 출력되도록 프로그램 된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 소프트웨어는 도 4a 및 도 4b에서 보여지는 바와 같이 각 커패시터가 위치한 지점에 인가되는 압력 정도에 따라 각 커패시터가 위치한 지점을 붉은색/노란색으로 표시하여 상기 모니터(420) 상에 출력할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 붉은색은 압력이 높은 것을 의미할 수 있고, 노란색은 압력이 낮은 것을 의미할 수 있다.
한편 상기 소프트웨어는 노즐의 압력분포뿐만 아니라 분포면적, 분사액의 압력 중심위치, 압력의 평균값, 최대값, 최소값 등을 모니터링 할 수 있다.
콘트롤러(410)는 데이터 처리부를 포함할 수 있다. 데이터 처리부는 압력 분포 측정 센서로부터 콘트롤러(410)로 입력되는 압력측정정보를 수치화 할 수 있고, 이는 모니터(420) 상에 출력될 수 있다. 수치화된 압력측정정보는, 예를 들면, 그래프 형태로 출력될 수 있다. 이러한 모습의 일 예는 도 6에서 확인할 수 있다.
또한, 데이터 처리부는 각 센서 셀에 대한 각각의 압력 측정 값들을 EXCEL 등으로 실시간 저장할 수 있다. 이에 의해 시간이 지남에 따른 노즐의 불량 상태를 실시간 파악 할 수 있다.
한편, 콘트롤러(410)는 앞서 언급된 바와 같이 상기 제1 구동부, 제2 구동부 및 제3 구동부가 구비되는 경우, 상기 구동부들을 제어하도록 설계될 수 있다. 또한 제1 구동부 및 제2 구동부의 구동에 의해 분사노즐(200)의 높이 및 각도가 변경되는 경우, 분사노즐(200)의 변경된 위치를 인식하여 압력측정판(100)을 분사노즐(200)의 분사 방향 아래로 이동시키도록 설계될 수 있다. 이러한 경우, 콘트롤러(410)에서 분사노즐(200)의 변경 위치를 인식하기 위하여, 예를 들면, 노즐장착부(300) 및 압력측정판(100)에 위치정보신호의 출력이 가능한 센서들이 장착될 수 있고, 각 센서들로부터 출력되는 위치정보신호를 입력받아서 분사노즐(200)의 변경된 위치를 인식하도록 설계될 수 있다. 이러한 분사노즐(200)의 변경된 위치를 인식하기 위한 방식은 예시적인 형태일 뿐, 특별히 이에 제한되지 않는다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템은, 분사노즐(200)의 분사 압력분포 측정을 위해, 압력측정판(100)을 향해 분사노즐(200)로부터 분사액이 분사되며, 압력측정판(100)에 분사액의 분사압력이 인가되면 압력 분포 측정 센서(120)는 분사액 전체에 대한 분사압력의 분포를 측정한다.
그리고 압력 분포 측정 센서(120)에서 측정된 분사압력의 측정 정보는 콘트롤러(410)로 입력되고, 콘트롤러(410)는 내장된 소프트웨어 또는 데이터 처리부를 통해 도 4a 및 도 4b와 같은 이미지 형태로 분사압력의 측정 정보를 모니터(420) 상에 출력하거나, 도 7과 같은 그래프 형태로 분사압력의 측정 정보를 모니터(420) 상에 출력할 수 있다. 또는 이미지 및 그래프를 동시에 출력할 수도 있다.
이러한 과정들은 분사노즐(200)이 위치하는 각도 및 높이를 변경하면서 실시될 수 있으며, 이러한 경우 분사노즐(200)이 위치하는 각도 및 높이를 변경하는 경우에도 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액의 분사압력이 균일하게 유지되는지 여부에 대한 측정이 가능하며, 각 분사노즐(200)의 위치에 따라 달라지는 분사압력의 크기 또한 측정이 가능할 수 있다. 이는 결과적으로 더욱 정확한 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액의 분사 압력분포 측정 결과를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 분사노즐(200)의 위치에 따라 달라지는 분사압력의 크기에 기초하여, 분사노즐(200)을 통한 세척공간 또는 세척 재료들 각각에 적용 가능한 분사압력으로 분사액을 분사하기 위하여 분사노즐(200)의 위치를 설정할 수 있는 데이터를 제공할 수 있을 것이다.
이러한 측정 과정을 통해 시스템 관리자는 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액 전체의 분사압력이 균일한지 여부를 확인할 수 있고, 예를 들어, 분사압력이 균일하지 못한 경우 분사노즐(200)로 분사액을 공급하는 압축기 및 펌프의 공급압력을 조절한 뒤, 다시 상기 분사 압력분포 측정 과정을 반복할 수 있다. 만약, 분사압력의 측정 과정을 재실시한 후에도 분사압력이 균일하지 못한 경우, 예를 들면 분사노즐(200)의 제작 상태가 불량인 것으로 판단하여 폐기하고, 새로운 분사노즐(200)로 교체할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템을 이용하면, 일정한 간격을 이루어 커패시터가 배열되어 있는 어레이 센서인 압력 분포 측정 센서(120)를 통한 분사노즐(200)의 분사압력의 측정이 가능하므로 분사노즐(200)로부터 분사되는 분사액이 분사 범위 내에서 일정한 압력으로 분사되는지 여부를 효과적으로 측정할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템은 다양한 분야에 이용될 수 있다.
일 예로, 반도체, 디스플레이(LCD, LED, PDP, OLED 등) 제조 공정에는 웨이퍼 및 디스플레이 글라스 표면에 잔류하는 미립자를 비롯한 금속 불순물, 유기 오염물, 자연 산화막과 같은 표면 피막 등의 다양한 대상물을 제거하기 위한 세정장치의 분사노즐의 분사 압력분포를 측정하는데 이용될 수 있다.
다른 예로, 코팅 또는 도색작업을 위한 분사노즐의 분사 압력분포를 측정하는데 이용될 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 분사노즐의 분사 압력분포 측정을 위한 압력측정판으로서,
    소정의 형상을 갖는 플레이트 형태의 베이스판;
    상기 베이스판 상에 장착되어 있고 상기 베이스판을 향해 상기 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 압력을 측정하기 위한 압력 분포 측정 센서; 및
    상기 압력 분포 측정 센서를 감싸서 분사액으로부터 상기 압력 분포 측정 센서를 보호하는 코팅부를 포함하고,
    상기 압력 분포 측정 센서는,
    다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 1 전극 세트;
    다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 2 전극 세트로서, 상기 제 2 전극 세트는 상기 제 1 전극 세트 위에 배열되며 상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 배열 방향이 서로 직교되도록 배열된, 제 2 전극 세트; 및
    상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 교차 지점에 설치된 정전 용량 방식의 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    압력측정판.
  2. 삭제
  3. 분사노즐의 분사압력을 측정하기 위한 시스템으로서,
    상기 분사노즐이 장착되어 있는 노즐장착부;
    상기 분사노즐의 아래에 위치하여, 상기 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 압력을 측정하기 위한 압력측정판 ― 상기 압력측정판은, 상기 분사노즐로부터 분사되는 분사액의 압력을 측정하기 위한 압력 분포 측정 센서를 포함함 ― ; 및
    상기 압력측정판과 연결되고 상기 압력측정판에서 측정된 압력측정정보를 출력하기 위한 압력측정정보 출력부를 포함하고,
    상기 압력 분포 측정 센서는,
    다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 1 전극 세트;
    다수개의 전극들이 평행하게 일정 간격으로 배열된 제 2 전극 세트로서, 상기 제 2 전극 세트는 상기 제 1 전극 세트 위에 배열되며 상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 배열 방향이 서로 직교되도록 배열된, 제 2 전극 세트; 및
    상기 제 1 전극 세트와 상기 제 2 전극 세트의 교차 지점에 설치된 정전 용량 방식의 커패시터를 포함하는 압력 분포 측정 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 압력측정판은,
    소정의 형상을 갖는 플레이트 형태의 베이스판; 및
    상기 압력 분포 측정 센서를 감싸서 분사액으로부터 상기 압력 분포 측정 센서를 보호하는 코팅부를 더 포함하며,
    상기 압력 분포 측정 센서는 베이스판 상에 장착되어 상기 베이스판을 향해 분사되는 분사액의 압력을 측정하는 것을 특징으로 하는,
    분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템.
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 노즐장착부는 상기 노즐의 축방향을 따라 상승 및 하강이 가능하고, 상기 축방향을 중심으로 회전이 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 압력측정판은 상기 노즐의 축방향에 수직한 방향을 따라 이동 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는,
    분사노즐의 분사 압력분포 측정시스템.
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